王軍峰,葛永金,金曉春,吳林森,丁 洲
(1. 浙江省麗水市林業(yè)科學(xué)研究院,浙江 麗水 323000;2. 麗水市職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 麗水 323000;3. 麗水市白云山生態(tài)林場(chǎng),浙江 麗水 323000)
土壤養(yǎng)分是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分[1]。土壤養(yǎng)分狀況直接影響林木的生長(zhǎng)。通過研究林地土壤養(yǎng)分可以評(píng)價(jià)林地土壤肥力,為森林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)。油茶(Camellia oleifera)是麗水市重要的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一,在青田、遂昌、縉云、松陽等多個(gè)縣市都有大面積的油茶林地,在油茶的生長(zhǎng)發(fā)育過程中,土壤肥力是一個(gè)重要因素,研究土壤中主要礦質(zhì)元素的變化規(guī)律對(duì)于指導(dǎo)施肥和油茶管理具有重要的意義[2]。本文通過對(duì)麗水部分地區(qū)的油茶林土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行分析研究,探討各種經(jīng)營(yíng)狀態(tài)下油茶林土壤肥力發(fā)展的規(guī)律,為油茶林土壤健康狀況評(píng)價(jià)、油茶林地施肥以及低產(chǎn)林綜合效益提升提供參考依據(jù)。
麗水市處浙江省西南浙閩兩省結(jié)合部,118° 41′ ~ 120° 26′ E,27° 25′ ~ 28° 57′ N。屬中亞熱帶季風(fēng)氣候,四季分明,溫暖濕潤(rùn),雨量充沛,無霜期長(zhǎng),具有明顯的山地立體氣候。年平均氣溫18.3 ~ 11.5℃,年日照1712~ 1825 h,無霜期180 ~ 280 d,年均降水1400 ~ 2275 mm,以中山、丘陵地貌為主。
在龍泉市寶溪鄉(xiāng)、遂昌縣應(yīng)村鄉(xiāng)、蓮都區(qū)碧湖鎮(zhèn)、云和縣大源鄉(xiāng)、松陽縣象溪鄉(xiāng)等地建立墾復(fù)撫育管理、劈山撫育管理及未撫育等樣地共67個(gè),分層采集上層(0 ~ 20 cm)、中層(> 20 ~ 40 cm)和下層(> 40 ~ 60 cm)土樣。土壤樣品采集方法為在試驗(yàn)樣地內(nèi)采用S形混合取樣法,在每個(gè)處理地內(nèi)5點(diǎn)采樣,按照不同土層要求采集土壤樣品,仔細(xì)去除新鮮土樣中可見植物殘?bào)w及土壤動(dòng)物,混勻放入無菌采樣袋,封口,帶回實(shí)驗(yàn)室[6]。自然風(fēng)干樣品過2 mm孔徑篩,然后測(cè)定土壤養(yǎng)分含量。
依據(jù)中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1210 ~ 1279-1999《森林土壤分析方法》[3]:①土壤pH值采用水土比5∶1浸提,酸度計(jì)法;②土壤堿解氮采用堿解—擴(kuò)散吸收法;③土壤有效磷用0.03 mol/L氟化銨+0.025 mol/L鹽酸浸提,采用鉬銻抗比色法;④土壤速效鉀用1 mol/L乙酸銨浸提,采用火焰光度計(jì)法;⑤土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法。
運(yùn)用DPS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
麗水不同地區(qū)油茶林土壤養(yǎng)分變異統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。從表1可知,堿解氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)的變異系數(shù)都較大,除pH值,其余的變異系數(shù)都高達(dá)40%以上。變異系數(shù)的大小能夠反映土壤特性空間變異性大小,通常認(rèn)為變異系數(shù)≤10%時(shí)為弱變異性,10%<變異系數(shù)≤100%時(shí)為中等變異性,變異系數(shù)≥100%時(shí)為強(qiáng)變異性[4]。造成土壤養(yǎng)分變異的因素較多,主要有土質(zhì)差異、施肥、頻繁的人為經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、土壤坡度易引起林地養(yǎng)分隨水土流失,導(dǎo)致林地上下坡位土壤養(yǎng)分含量差異等。從本次調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn),麗水不同地區(qū)間不同油茶林地養(yǎng)分含量變異程度不同。油茶林pH值較為穩(wěn)定,變異系數(shù)僅6.85%,表現(xiàn)為弱變異性。有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀都表現(xiàn)為中等變異性,其中有效磷的變異程度最大。
表1 麗水不同地區(qū)油茶林土壤養(yǎng)分變異統(tǒng)計(jì)分析Table 1 Soil nutrients in C. oleifera stands in Lishui
調(diào)查分析油茶成林不同土壤層次的養(yǎng)分含量,結(jié)果見表2。由表2可知,油茶林地土壤pH均值4.95,為酸性土質(zhì),不同土壤層次間差異不顯著。土壤中有機(jī)質(zhì)含量在林地上層土壤中高達(dá)9.35 g/kg,顯著高于其他兩個(gè)土壤層次的有機(jī)質(zhì)水平,其主要原因可能是人為的經(jīng)營(yíng)(撫育管理)以及油茶枯枝落葉及一些雜草等返回到地表,經(jīng)過微生物分解生成有機(jī)質(zhì),使地表有機(jī)質(zhì)含量增加,而油茶的吸收根主要分布在5 ~ 30 cm的土層中,由于油茶生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求,使得中層土壤中有機(jī)質(zhì)大量消耗而獲得的補(bǔ)充較少,導(dǎo)致土壤中下層有機(jī)質(zhì)含量顯著小于上層,土壤有機(jī)質(zhì)均值為6.38 g/kg。
土壤堿解氮包括無機(jī)的礦物態(tài)氮和部分有機(jī)質(zhì)中易分解的比較簡(jiǎn)單的有機(jī)態(tài)氮,是銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白質(zhì)的總和,能較好地反映出近期內(nèi)土壤氮素的供應(yīng)情況[5]。由表 2可以看出,土壤中堿解氮含量與有機(jī)質(zhì)含量的變化規(guī)律相似,在林地上層土壤中含量較高,中層土壤中含量顯著下降,而中層土壤與下層土壤的堿解氮含量沒有顯著差異,全土層平均含量為65.18 mg/kg。堿解氮含量在不同土層深度變化主要是受土壤有機(jī)質(zhì)分解釋放出來的氮的影響,同時(shí)也受油茶根系吸收的影響,所以與土壤有機(jī)質(zhì)的變化規(guī)律相似。
油茶林地內(nèi)不同層次土壤有效磷含量隨土壤深度的增加而下降。土壤上層有效磷含量為5.24 mg/kg,分別比中層土壤、下層顯著增高133.9%、180.2%,而中下層土壤間有效磷含量沒有顯著差異。土壤有效磷含量在土層中的變化與土壤磷素在土壤中的轉(zhuǎn)化、磷的吸收等諸多因素有關(guān)。全土層的平均有效磷含量為3.12 mg/kg。
油茶成林土層速效鉀含量上層土壤顯著高于其他土層,并且呈現(xiàn)逐層降低的趨勢(shì),其原因可能與土壤速效鉀被油茶根系吸收消耗未得到及時(shí)補(bǔ)充引起的。全土層的平均速效鉀含量為30.1 mg/kg。
表2 油茶成林不同土壤層次的養(yǎng)分含量變化Table 2 Nutrient contents variation in different soil layers in mature C. oleifera stands
對(duì)不同撫育措施油茶林土壤養(yǎng)分情況進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果見表3。由表3可知,不同撫育措施油茶林地除土壤 pH值沒有顯著差異之外,有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量均存在差異。土壤有機(jī)質(zhì)被認(rèn)為是土壤質(zhì)量的一個(gè)重要的指示指標(biāo),它是土壤養(yǎng)分的源與庫(kù),并能改善土壤的物理和化學(xué)性狀,促進(jìn)土壤生物活動(dòng)[6]。墾復(fù)林地的土壤有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)9.35 g/kg,分別比未撫育和劈山撫育林地提高19.5%和40.1%,達(dá)到差異顯著水平。劈山撫育林地有機(jī)質(zhì)含量雖然高于未撫育林地,但差異并不顯著。墾復(fù)能給土壤提供更多的有機(jī)質(zhì),土壤有機(jī)質(zhì)能促進(jìn)了油茶的生長(zhǎng),反過來活躍的新陳代謝活動(dòng)又增加了林地的凋落物,增加了土壤有機(jī)質(zhì)。土壤堿解氮的變化情況基本上與有機(jī)質(zhì)相似。
不同撫育措施下油茶林土壤有效磷和速效鉀含量的變化規(guī)律相似,表現(xiàn)為墾復(fù)林地 > 劈山林地 > 未撫育林地,三者之間的差異都達(dá)到了差異顯著水平。這表明適當(dāng)?shù)膿嵊芾韺?duì)提高油茶林的土壤有效磷和速效鉀含量是有利的,其中土壤墾復(fù)過程中將雜灌草翻入土壤中的經(jīng)營(yíng)方式更有利于土壤養(yǎng)分的提高。
表3 不同撫育措施油茶林土壤養(yǎng)分變化情況Table3 Soil nutrient in C. oleifera stands with different management measures
目前,麗水地區(qū)油茶林經(jīng)營(yíng)普遍采用較為粗放的經(jīng)營(yíng)管理模式,對(duì)土壤的干擾和影響比毛竹筍用林等集約經(jīng)營(yíng)林地要小,土壤養(yǎng)分變異也相對(duì)較小。油茶林 pH值達(dá)到弱變異性水平,有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀達(dá)到中等變異性水平,變異程度表現(xiàn)為有效磷 > 有機(jī)質(zhì) > 堿解氮 > 速效鉀。
在油茶成林土壤剖面上,各種養(yǎng)分含量具有明顯的層次性,表層養(yǎng)分含量最高,向下表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)。這與土壤表層植物枯落物積累,提供給土壤大量有機(jī)養(yǎng)分,而油茶根系層(5 ~ 30 cm)受到根系吸收營(yíng)養(yǎng),土壤養(yǎng)分大量消耗,造成土壤養(yǎng)分含量在剖面上的變化。但土壤pH值在剖面上沒有顯著變化。
不同撫育措施對(duì)油茶林土壤養(yǎng)分含量有一定的影響。在土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量上,墾復(fù)林地 > 劈山林地 > 未撫育林地,這說明人為墾復(fù)撫育能改善土壤養(yǎng)分狀況,有效增加土壤養(yǎng)分含量。墾復(fù)撫育對(duì)提高土壤養(yǎng)分含量的效果要顯著高于劈山撫育。但墾復(fù)和劈山對(duì)土壤pH值沒有顯著的影響。
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